化工原理实验讲义(上)deer.docx

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1、化工原理实验讲义实验一 流体摩摩擦阻力力系数测测定一、实验验目的及及任务1、学习习流体在在管道内内摩擦阻阻力及摩摩擦阻力力系数的测定定方法；2、确定定摩擦阻阻力系数数与雷诺诺数Ree和相对对粗糙度度之间的的关系；3、在双双对数坐坐标纸上上绘出Ree曲线并并与莫迪迪图进行行比较；4、测定定局部（阀阀门）阻阻力系数数。二、实验验基本原原理由于有粘粘性和涡涡流的影影响，流流体流动动时会产产生流动动阻力。其其大小与与管子的的长度、直直径、流流体流速速和管道道摩擦阻阻力系数数有关。本本实验分分为直管管摩擦系系数l和局局部（阀阀门）阻阻力系数数两种情情况。1、直管管摩擦系系数与雷雷诺数RRe的测测定直管的

2、摩摩擦阻力力系数是是雷诺数数和相对对粗糙度度的函数数，即，对对一定的的相对粗粗糙度而而言，。流体在一一定长度度等直径径的水平平圆管内内流动时时，其管管路阻力力引起的的能量损损失为： （1-1）又因为摩摩擦阻力力系数与与阻力损损失之间间有如下下关系（范范宁公式式） （1-2）整理（11-1）（11-2）两两式得 （1-3）（1-44）式中：管管径，mm ；直管阻力力引起的的压强降降，Paa；管长，mm；流速，mm / s；流体的密密度，kkg / m33；流体的粘粘度，NNs / m22。 在实验装装置中，直直管段管管长l和管径径d都已固固定。若若水温一一定，则则水的密密度和粘度度也是定定值。所

3、所以本实实验实质质上是测测定直管管段流体体阻力引引起的压压强降与与流速（流流量V）之之间的关关系。根据实验验数据和和式（11-3）可可计算出出不同流流速下的的直管摩摩擦系数数，用式式（1-4）计计算对应应的Ree，从而而整理出出直管摩摩擦系数数和雷诺诺数的关关系，绘绘出与Ree的关系系曲线。2、局部部（阀门门）阻力力系数的的测定（1-55）（1-66）式中：局局部阻力力系数，无无因次；局部阻力力引起的的压强降降，Paa；局部阻力力引起的的能量损损失，JJkgg。图1-11 局局部阻力力测量取取压口布布置图局部阻力力引起的的压强降降 可用用下面的的方法测测量：在在一条各各处直径径相等的的直管段段

4、上，安安装待测测局部阻阻力的阀阀门，在在其上、下下游开两两对测压压口a-a和b-b，见见图1-1，使使 abbc ； abbbbc则 Pf，aa b Pf，bbc ；Pf，aab= Pf，bbc 在aa之之间列柏柏努利方方程式： PaPPa=22Pf，aa b+2Pf，aab+Pf （11-7） 在bb之之间列柏柏努利方方程式：PbPPb = Pf，bbc+Pf，bbc+Pf= Pf，aa b+Pf，aab+Pf （1-8） 联立式式（1-7）和和（1-8），则则：2（PPbPb）（PPaPa）为了实验验方便，称称（PbPb）为近近点压差差，称（PPaPa）为远远点压差差。用差差压传感感器来测

5、测量。三、实验验装置及及流程实验流程程示意图图见图11-2。水水泵2将将储水槽槽1中的的水抽出出，送入入实验系系统，首首先经流流量调节节阀144、玻璃璃转子流流量计115、116测量量流量，然然后送入入被测直直管段测测量流体体在光滑滑管或粗粗糙管的的流动阻阻力；或或经阀门门10测测量局部部阻力后后回到储储水槽，水水循环使使用。被被测直管管段流体体流动阻阻力p可根根据其数数值大小小分别采采用变送送器122或空气气-水倒倒置型管222来测测量。图1-22 流动动阻力实实验流程程示意图图1-水箱箱；2-离心泵泵；3、44-放水水阀；55、133-缓冲冲罐；66-局部部阻力近近端测压压阀；7、155-

6、局部部阻力远远端测压压阀；88、200-粗糙糙管测压压阀；99、199-光滑滑管测压压阀；110-局局部阻力力管阀；11-UU型管进进水阀；12-压力传传感器；14-流量调调节阀； 155、166-水转转子流量量计；117-光光滑管阀阀；18-粗粗糙管阀阀；211-倒置置U型管管放空阀阀；222-倒置置U型管管；233-水箱箱放水阀阀；244-管线线放水阀阀；25-压压差表；26-温度表表；277-泵开开关；228-总总电源开开关本实验共共有8套套实验设设备，其其主要技技术数据据如下: 被测光滑滑直管段段：设备编号号管径d/ m管长L/ m材料10.000814491.7000Cr118Nii

7、920.000801101.7000Cr118Nii930.000816611.7000Cr118Nii940.000801161.7000Cr118Nii950.000815521.7000Cr118Nii960.000815501.7000Cr118Nii970.000805501.7000Cr118Nii980.000805581.7000Cr118Nii92. 被被测粗糙糙直管段段： 管径 d0.0010mm； 管长LL1.770m； 材料料不锈钢钢管3被测测局部阻阻力直管管段： 管径径 d0.0015mm； 管长 L1.22m； 材料料不锈钢钢管4压力力传感器器： 型号：LXWWY

8、测测量范围围： 2200 KPaa5 .直直流数字字电压表表： 型号：PZ1139 测测量范围围：0 2200 KPaa6离心心泵： 型号： WBB70/0555 流量量： 88 m33h 扬程程： 112 mm 电电机功率率：5550 WW 7. 玻玻璃转子子流量计计：型 号号测量范围围/ LLh-1精度LZB40100100001.5LZB101011002.5四、实验验步骤及及注意事事项1、实验验步骤向储水槽槽内注水水，直到到水满为为止。全全关出口口阀门114，启启动离心心泵。1) 光光滑管阻阻力测定定：关闭局局部阻力力管阀110、局局部阻力力近端测测压阀66；局部部阻力远远端测压压阀7

9、、115；关关闭粗糙糙管阀118、粗粗糙管测测压进水水阀200、粗糙糙管测压压回水阀阀8，将将光滑管管阀177全开。在流量量为零条条件下，打打开光滑滑管测压压进水阀阀19和和回水阀阀9，旋旋开倒置置U型管管进水阀阀11，检检查导压压管内是是否有气气泡存在在。若倒倒置U型型管内液液柱高度度差不为为零，则则表明导导压管内内存在气气泡，需需要进行行赶气泡泡操作。导导压系统统如图11-3所所示。赶气泡操操作方法法如下：开大控制制阀门开开度，使使倒置UU型管内内液体充充分流动动，以赶赶出管路路内的气气泡；若若认为气气泡已赶赶净，将将流量阀阀关闭；慢慢旋旋开倒置置U型管管上部的的放空阀阀21，打打开阀33

10、、4，使使液柱降降至零点点上下时时马上关关闭，管管内形成成气-水水柱，此此时管内内液柱高高度差应应为零。然然后关闭闭放空阀阀21。 该装装置两个个转子流流量计并并联连接接，根据据流量大大小选择择不同量量程的流流量计测测量流量量。 差压压变送器器与倒置置U型管管也是并并联连接接，用于于测量直直管段的的压差，小小流量时时用倒置置型管压压差计测测量，大大流量时时用差压压变送器器测量。应应在最大大流量和和最小流流量之间间进行实实验，一一般测取取1015组组数据。建建议当流流量小于于1000Lhh时，只只用倒置置型管来来测量压压差。2) 粗粗糙管阻阻力测定定关闭阀阀17、光光滑管测测压进水水阀199、光

11、滑滑管测压压回水阀阀9，全全开阀118，旋旋开粗糙糙管测压压进水阀阀20、粗粗糙管测测压回水水阀8，逐渐调调大流量量调节阀阀，赶出出导压管管内气泡泡。 从小小流量到到最大流流量，一一般测取取1520组组数据。 直管管段的压压差用差差压变送送器测量量。光滑管和和粗糙管管直管阻阻力的测测定使用用同一差差压变送送器，当当测量光光滑管直直管阻力力时，要要把通向向粗糙管管直管阻阻力的阀阀门关闭闭；同样样当测量量粗糙管管直管阻阻力时，要要把通向向光滑管管直管阻阻力的阀阀门关闭闭。图1-33 导导压系统统示意图图13-粗粗糙管测测压进水水阀；114-直直管压力力传感器器；155-粗糙糙管测压压回水阀阀；16

12、6-光滑滑管测压压回水阀阀；17-光光滑管测测压进水水阀；118-UU型管进进水阀；19-排水阀阀；200-U型型管出水水阀；221-UU型管放放空阀3) 局局部阻力力测定关闭阀门门17和和18，全全开或半半开阀门门10，改改变流量量，用差差压变送送器测量量远点、近近点压差差。远点、近近点压差差的测量量使用同同一差压压变送器器。当测测量远点点压差时时，要把把通向近近点压差差的阀门门关闭；同样当当测量近近点压差差时，要要把通向向远点压压差的阀阀门关闭闭。4) 测测取水箱箱内水的的温度。5) 待待数据测测量完毕毕，关闭闭流量调调节阀，停停泵。2、实验验注意事事项1）直流流数字表表操作方方法请仔仔细

13、阅读读说明书书后，方方可使用用。2）较长长时间未未做实验验，启动动离心泵泵之前应应先盘轴轴转动，否否则易烧烧坏电机机。3）启动动离心泵泵之前，以以及从光光滑管阻阻力测量量过渡到到其它测测量之前前，都必必须检查查所有流流量调节节阀是否否关闭。4）在实实验过程程中每调调节一个个流量之之后应待待流量和和直管压压降的数数据稳定定以后方方可记录录数据。5）利用用压力传传感器测测量大流流量下P时，应应切断空空气水倒置置型玻璃璃管的阀阀门188、200否则影影响测量量数值。6）大流流量状态态下的压压差测量量系统，应应先接电电预热110115分钟钟，调好好数字表表的零点点，然后后启动泵泵进行实实验。五、实验验

14、数据记记录及数数据处理理1、将实实验数据据和数据据处理结结果列在在表格中中。表1-11 实验验原始数数据记录录表实验装置置编号：_ 实验水水温：TT_水温： 管径径： 管长： 密密度： 黏度：序号流量直管压降降(表示示)U形管读读数l/hkPaR1/mmmR2/mmm1234562、写出出计算示示例，即即以某一一组数据据为例写写出计算算过程。3、在双双对数坐坐标纸上上绘出Ree关系曲曲线并与与莫迪图图进行比比较。4、求本本实验条条件下层层流区光光滑管Ree关系式式，并与与理论公公式比较较。六、思考考及讨论论1、在测测量前为为什么要要将设备备中的空空气排尽尽？怎样样才能迅迅速地排排尽？2、以水水

15、为介质质做出的的RRe关系系曲线，能能否适用用于其他他流体？为什么么？3、在不不同设备备上（包包括相对对粗糙度度相同而而管径不不同）、不不同温度度下测定定的数据据是否能能关联在在一条曲曲线上？为什么么？实验二.流量计计标定一、实验验目的1了解解孔板流流量计、文文丘里流流量计及及涡轮流流量计的的构造、工工作原理理和主要要特点。2练习习并掌握握节流式式流量计计的标定定方法，3练习习并掌握握节流式式流量计计流量系系数C的确定定方法，并并能够根根据实验验结果分分析流量量系数CC随雷诺诺数Ree的变化化规律。二、实验验内容1测定定并绘制制节流式式流量计计的流量量标定曲曲线，确确定节流流式流量量计流量量系

16、数CC2分析析实验数数据，得得出节流流式流量量计流量量系数CC随雷诺诺数Ree的变化化规律。三、实验验原理流体通过过节流式式流量计计时在流流量计上上、下游游两取压压口之间间产生压压强差，它它与流量量的关系系为： 式中：被被测流体体(水)的体积积流量，mm3/s；流量系数数，无因因次； 流量计节节流孔截截面积，mm2；流量计上上、下游游两取压压口之间间的压强强差，PPa ； 被测流体体(水)的密度度，kggm33 。 用涡轮流流量计作作为标准准流量计计来测量量流量VVS。每个个流量在在压差计计上都有有一个对对应的读读数，测测量一组组相关数数据并作作好记录录，以压压差计读读数P为横横坐标，流流量V

17、ss为纵坐坐标，在在半对数数坐标上上绘制成成一条曲曲线，即即为流量量标定曲曲线。同同时，通通过上式式整理数数据，可可进一步步得到流流量系数数C随雷诺诺数Ree的变化化关系曲曲线。四、实验验装置基基本情况况1实验验设备流流程图见见图一图一 流量计计实验流流程示意意图1-储水水箱；22-放水水阀；33-离心心泵；44-排水水阀；55-文丘丘里、孔孔板流量量计调节节阀；6-转子子流量计计调节阀阀；7-转子流流量计；8-孔孔板流量量计；99，100-孔板板测压进进出口阀阀；111-压差差传感器器；122，133-文丘丘里测压压进出口口阀；114-文文丘里流流量计；15-涡轮流流量计：16，117-进进

18、水阀；18-温度计计图二 实验装装置仪表表面板图图2实验验设备主主要技术术参数：离心泵：型号WWB700/0555； 贮贮水槽：5500mm4000mm4500mm；试验管路路：内径径48.0 mmm； 涡涡轮流量量计：最最大流量量 6mm3/h；文丘里流流量计：喉径15mmm； 孔板板流量计计：喉径径15mmm；转子流量量计：LLZB-40，量量程4000-440000L/hh；温度计：Pt1100数数字仪表表显示； 差压压变送器器： 00-2000kPPa三、实验验方法及及步骤1.首先先向储水水箱内注注入蒸馏馏水至三三分之二二，关闭闭流量调调节阀55、6，启启动离心心泵。2.测量量文丘里里

19、流量计计性能，按照流量从小到大顺序进行实验。在阀门6、12、13、16全关的情况下，打开12、13、17阀门，用流量调节阀5调节流量，读取并记录涡轮流量计读数和文丘里流量计压差。3.测量量孔板流流量计性性能，按按照流量量从小到到大顺序序进行实实验。在在阀门66、9、110、117全关关的情况况下，打打开9、110、116阀门门，用流流量调节节阀5调调节流量量，读取取并记录录涡轮流流量计读读数和孔孔板流量量计压差差。4.测量量转子流流量计性性能，按按照流量量从小到到大顺序序进行实实验。在在阀门55、9、110、112、113全关关，阀门门16、117全开开的情况况下，用用流量调调节阀66调节流流

20、量，读读取并记记录涡轮轮流量计计读数和和转子流流量计读读数。通通过温度度计读取取并记录录温度数数据。5.实验验结束后后，关闭闭流量调调节阀55、6，停停泵，一一切复原原。五、实验验注意事事项：1.离心心泵启动动前关闭闭5、66，避免免由于压压力过大大将转子子流量计计的玻璃璃管打碎碎。 2.测量量转子流流量计性性能时，另另一支路路即孔板板和文丘丘里支路路调节阀阀5必须须关闭，同同样测量量孔板和和文丘里里流量计计性能时时，转子子流量计计支路调调节阀66必须关关闭。3.实验验水质要要保证清清洁，以以免影响响涡轮流流量计的的正常运运行。六. 附附实验数数据处理理过程举举例：（以文丘丘里流量量计性能能测

21、定数数据第11组为例例）文丘里流流量计两两端压差差=0.8kPPa； 涡轮流流量计流流量Q=0.99（m33/h）流过管路路的流速速 0.1388（m/s）水的温度度为400，查得得=0.6410-33（paa.s），=991.95（kg / m3）雷诺准数数 =0.8875104流量系数数 用同样处处理方法法可以得得到表二二的其它它组数据据结果。表一 第一套套文丘里里流量计计性能测测定原始始数据记记录及处处理结果果文丘里流流量计(kPaa)文丘里流流量计(Pa)流量Q(m3/h)流速u(m/ss)ReCo10.88000.9000.1338857001.111421.9190001.3660

22、.20091295501.099333.8380001.8880.28891790011.066846.1610002.4110.37702294471.088159.6960002.9770.45562827791.0662612.991290003.4550.53303285501.0664718.111810004.0000.61143808871.0441822.442240004.4000.67764189961.0330926.882680004.8440.74434608851.03361032.663260005.2770.80095017791.0222表二 第一套套孔板流流

23、量计性性能测定定实验数数据记录录及处理理结果孔板流量量计(kPaa)孔板流量量计(Pa)流量Q(m3/h)流速u(m/ss)ReCo146.444640004.8550.74454618800.7889240.114010004.4550.68834237720.7778333.773370004.0220.61173827770.7667427.772770003.6110.55543437730.7660522.992290003.2770.50023113360.7557617.221720002.8000.43302666610.7448712.661260002.4110.37702

24、294470.755288.6860002.0220.31101923340.766395.1510001.5220.23331447730.7445102200000.9440.1444895000.7336表三：第第一套转转子流量量计性能能测定数数据记录录：转子流量量计(L/hh)流量Q(m33/h)流速u(m/ss)1400004.0000.88852350003.5110.77763300003.0110.66664250002.5110.55555200002.0000.44426150001.5220.33367100000.9880.211785000.5000.1111 图三

25、第一套套文丘里里流量计计流量系系数与RRe关系系图 图图四 第第一套文文丘里流流量计标标定曲线线图五 第第一套孔孔板流量量计流量量系数与与Re关系系图 图六六 第一一套孔板板流量计计标定曲曲线 图七 第一套套转子流流量计标标定曲线线实验三 离心泵泵特性曲曲线的测测定一、实验验目的与与任务1、了解解离心泵泵的结构构特点，熟熟悉并掌掌握离心心泵的工工作原理理和操作作方法；2、测定定离心泵泵在一定定转速下下的特性性曲线。二、实验验基本原原理离心泵是是一种液液体输送送机械，它它籍助于于泵的叶叶轮高速速旋转，使使充满在在泵体内内的液体体在离心心力的作作用下，从从叶轮中中心被甩甩至边缘缘，在此此过程中中液

26、体获获得能量量，提高高了静压压能和动动能。液液体在离离开叶轮轮进入壳壳体时，由由于流动动截面积积的增大大，部分分动能变变成静压压能，进进一步提提高了静静压能。流流体获得得能量的的多少，不不仅取决决于离心心泵的结结构和转转速，而而且与流流体的密密度有关关。当离离心泵内内存在空空气，空空气的密密度远比比液体的的小，使使离心泵泵所产生生的离心心力不足足以在泵泵的进口口处形成成所需的的真空度度，无法法吸入液液体，该该现象称称为“气缚”。为了了保证离离心泵的的正常操操作，在在启动前前必须在在离心泵泵和吸入入管路内内充满液液体，并并确保运运转过程程中尽量量不使空空气漏入入。离心泵的的主要性性能参数数是扬程

27、程H、流流量Q、功功率N、效效率和转转速n。在在一定的的转速下下，离心心泵的扬扬程、功功率、效效率均随随流量的的大小改改变。扬扬程与流流量的特特性曲线线H=ff（Q）、功功率消耗耗与流量量的特性性曲线NN=f（QQ）、以以及效率率与流量量的特性性曲线=f（QQ）是离离心泵的的三条特特性曲线线。它们们与离心心泵的设设计、制制造有关关，必须须由实验验测定。泵特性曲曲线的具具体测定定方法如如下： 1、扬程程的测定定在泵的吸吸入口和和压出口口之间列列柏努利利方程： （3-1） （3-2）上式中是是泵的吸吸入口和和压出口口之间管管路内的的流体流流动阻力力，与柏柏努力方方程中其其它项比比较，值值很小，故故

28、可忽略略。于是是上式变变为： (3-3)将测得的的和的值以以及计算算所得的的代入上上式即可可求得HH的值。2、轴功功率的测测定功率表测测得的功功率为电电动机的的输入功功率。由由于泵由由电动机机直接带带动，传传动效率率可视为为1，所以以电动机机的输出出功率等等于泵的的轴功率率。即：泵的轴功功率N=电动机机的输出出功率，kw电动机的的输出功功率=电电动机的的输入功功率电动机机的效率率。泵的轴功功率=功功率表的的读数电动机机效率，kw。3、效率率的测定定 (3-4) (3-5)式中：泵的效效率；N泵的的轴功率率，kwwNe泵泵的有效效功率kkw；H泵的的压头，mmQ泵的的流量，m3/s；水的密密度，

29、kkg/mm3三、实验验装置与与流程水泵2将将水槽11内的水水输送到到实验系系统，用用流量调调节阀88调节流流量，流流体经涡涡轮流量量计5计计量后，流流回储水水槽。流流程示意意图见图图3-11。实验设备备主要技技术参数数如下：离心泵：流量QQ=1.277.2 m3/h ，扬程程H=114119m ，轴功功率N=5500w真空表测测压位置置管内径径d入=0.0300m压强表测测压位置置管内径径d出=0.0300m真空表与与压强表表测压口口之间的的垂直距距离h =00.3555m实验管路路d=00.0550m电机效率率为600% 图33-1 离心心泵性能能测定实实验装置置流程示示意图1-水箱箱 2

30、-离心泵泵 3-真空表表 4-出口压压力表 5-涡涡轮流量量计6-温度计计7-排排水阀计计 8-流量调调节阀 9-流量量表100-功率率表 111-流流体温度度表 112-变变频器 13-总电源源关 114-总总电源开开关 115 底底阀四、实验验步骤及及注意事事项1、实验验步骤1）向储储水槽11内注入入蒸馏水水。水位位最好没没过回水水出口，避避免震动动。2）检查查流量调调节阀88，压力力表4及及真空表表3的开开关应关关闭。3）启动动实验装装置总电电源，启启动离心心泵，缓缓慢打开开调节阀阀8至全全开。待待系统内内流体稳稳定，打打开压力力表和真真空表的的开关，方方可测取取数据。4）调节节流量，测

31、测取数据据。可从从0至最最大流量量。一般般测122155组数据据。5）每次次在稳定定的条件件下同时时记录：流量、压压力表、真真空表、功功率表的的读数及及流体温温度。6）实验验结束，关关闭流量量调节阀阀，停泵泵，切断断电源。2、注意意事项1）该装装置电路路采用五五线三相相制配电电，实验验设备应应良好地地接地。2）启动动离心泵泵前，关关闭流量量调节阀阀，压力力表和真真空表的的开关以以免损坏坏涡轮流流量计和和压强表表。五、实验验数据记记录及数数据处理理1、将实实测数据据记入表表3-11；2、将所所取得的的实验数数据及通通过计算算求得的的各参数数在坐标标纸上作作出以下下三条特特性曲线线：扬程和流流量的

32、特特性曲线线H Q；轴功率消消耗和流流量的特特性曲线线NQQ；效率和流流量的特特性曲线线Q；表3-11 原始始数据记记录表实验装置置编号：_ 实验水水温：TT_序号流量ls压力表MPa真空表MPa功率kW转速rpm六、思考考及讨论论1、离心心泵在启启动前为为什么要要引水灌灌泵？如如果已经经引水灌灌泵了，但但离心泵泵还是启启动不起起来，你你认为可可能是什什么原因因？2、为什什么离心心泵启动动时要关关闭出口口阀和拉拉下功率率表的开开关？3、为什什么调节节离心泵泵的出口口阀可调调节其流流量？这这种方法法有什么么优缺点点？是否否还有其其它方法法调节泵泵的流量量？4、正常常工作的的离心泵泵，在其其进口管

33、管上设阀阀门是否否合理？为什么么？5、为什什么在离离心泵的的进口管管下安装装底阀？从节能能观点上上看，底底阀的设设置是否否有利？你认为为应如何何改进？ 实验四 恒压过过滤常数数的测定定一、实验验目的及及任务1、了解解板框压压滤机的的构造，学学会板框框压滤机机的操作作方法；2、在恒恒压操作作时测定定过滤常常数K，qqe，e，并并以实验验所得结结果验证证过滤方方程式；3、测定定压缩指指数s和和物料特特性常数数k；4、了解解操作压压力对过过滤速率率的影响响；5、了解解压力定定值调节节阀的工工作原理理和使用用方法。二、实验验基本原原理过滤是以以某种多多孔物质质作为介介质来处处理悬浮浮液的操操作。在在外

34、力的的作用下下，悬浮浮液中的的液体通通过介质质的孔道道而固体体颗粒被被截流下下来，从从而实现现固液分分离，因因此，过过滤操作作本质上上是流体体通过固固体颗粒粒床层的的流动，所所不同的的是这个个固体颗颗粒层的的厚度随随着过滤滤过程的的进行而而不断增增加，故故在恒压压过滤操操作中，其其过滤速速率不断断降低。影响过滤滤速度的的主要因因素除压压强差p，滤滤饼厚度度L外，还还有滤饼饼和悬浮浮液的性性质，悬悬浮液温温度，过过滤介质质的阻力力等，故故难以用用流体力力学的方方法处理理。比较过滤滤过程与与流体经经过固定定床的流流动可知知：过滤滤速度即即为流体体通过固固定床的的表现速速度u。同同时，流流体在细细小

35、颗粒粒构成的的滤饼空空隙中的的流动属属于低雷雷诺数范范围，因因此，可可利用流流体通过过固定床床压降的的简化模模型，寻寻求滤液液量与时时间的关关系，运运用层流流时泊唆唆叶公式式不难推推导出过过滤速度度计算式式： (44-1)式中，uu过滤速速度，mm/s；K康采采尼常数数，层流流时，KK=5.0；床层层的空隙隙率，mm3/m3；a颗粒粒的比表表面积，mm2/m3；p过过滤的压压强差，PPa；滤液液的粘度度，Paa.s；L床层层厚度，mm。由此可导导出过滤滤基本方方程式为为 (4-22)式中，VV滤液体体积，mm3；过滤滤时间，ss；A过滤滤面积，mm2；S滤饼饼压缩性性指数，无无因次。一一般情况

36、况下S=01，对对不可压压缩滤饼饼S=00；r滤饼饼比阻，11/m，rr=；单位压压差下的的比阻，11/m22，r=；v滤饼饼体积与与相应滤滤液体积积之比，无无因次；Ve虚虚拟滤液液体积，。恒压过滤滤时，令令k=，q=，对式(4-22)积分分可得 (4-3)式中，qq单位过过滤面积积的滤液液体积，；qe单单位过滤滤面积的的虚拟滤滤液体积积，；e虚虚拟过滤滤时间，ss；K滤饼饼常数，由由物料特特性及过过滤压差差所决定定，。K，qee，e三者者总称为为过滤常常数。利利用恒压压过滤方方程进行行计算时时，必须须首先需需要知道道K，qqe，e，它它们只有有通过实实验才能能确定。对对式（44-3）微微分整

37、理理可得 （4-4）该式表明明以 为为纵坐标标，以qq为横坐坐标作图图可得一一直线，直直线斜率率为2/K，截截距为22 qee /KK。在实实验测定定中，为为便于计计算，可可用替代代，把式式（4-4）改改写成 （4-5）在恒压条条件下，用用秒表和和量筒分分别测定定一系列列时间间间隔i(ii=1 、2 、3)及对应应的滤液液体积Vi(i=1 、2 、3)，也可可采用计计算机软软件自动动采集一一系列时时间间隔隔i(ii=1 、2 、3)及对应应的滤液液体积Vi(i=1 、2 、3)，由此此算出一一系列i，qi，qqi在直直角坐标标系中绘绘制q的函函数关系系，得一一直线。有有直线的的斜率便便可求出出

38、K和qqe，再再根据，求求出e。 改变实验验所用的的过滤压压差p，可可测得不不同压强强差下的的K值，由由K的定定义式两两边取对对数得 (44-6)在实验压压差范围围内，若若k为常常数，则则lgKKlg(P)的的关系在在直角坐坐标上应应是一条条直线，直直线的斜斜率为（11-s），可可得滤饼饼压缩性性指数ss，由截截矩可得得物料特特性常数数k。三、实验验装置及及流程图4-11 恒压压过滤常常数测定定实验装装置流程程图1-配料料槽 2-压力料料槽 3-板框压压滤机 4-压压力表 5-安全全阀 6-压力定定值调节节阀 7-洗涤液液槽 8-压缩机机本实验装装置由空空压机、配配料槽、压压力储槽槽、板框框过

39、滤机机和压力力定值调调节阀等等组成。其其实验流流程如图图4-11所示。MMgCOO3的悬浮浮液在配配料桶内内配置一一定浓度度后利用用位差送送入压力力储槽中中，用压压缩空气气加以搅搅拌使MMgCOO3不致沉沉降，同同时利用用压缩空空气的压压力将料料浆送入入板框过过滤机过过滤，滤滤液流入入量筒或或滤液量量自动测测量仪计计量。板框过滤滤机的结结构尺寸寸如下：框厚度度25mmm，每每个框过过滤面积积0.0024mm2，框数数2个。空气压缩缩机规格格型号为为：2VVS0.008/77，风量量0.008m33/miin，最最大气压压为0.7MPPa。四、实验验步骤及及注意事事项1、实验验步骤过滤实验验：1

40、) 配制含MMgCOO3 8%13%(wtt.%)的水悬悬浮液；2) 熟悉实验验装置流流程；3) 开启空气气压缩机机；4) 正确装好好滤板、滤滤框及滤滤布。滤滤布使用用前先用用水浸湿湿。滤布布要绑紧紧，不能能起绉（用用丝杆压压紧时，千千万不要要把手压压伤，先先慢慢转转动手轮轮使滤框框合上，然然后再压压紧）；5) 打开阀（33）、（22）、（44），将将压缩空空气通入入配料槽槽，使MMgCOO3悬浮浮液搅拌拌均匀；（开阀阀时从小小到大缓缓慢打开开，以防防止悬浮浮液喷出出配料槽槽）6) 关闭阀（22），打打开压力力料槽排排气阀（118），打打开阀（66），使使料浆由由配料桶桶流入压压力料槽槽至1/222/3处，关关闭阀（66）；7) 打开阀（55），后后打开阀阀（7）、阀阀(8) 、阀阀(155)通压压缩空气气入压力力料槽，再再打开阀阀(200)开始始做低压压过滤实实验(压压力为00.022MPaa左右)；8) 每次实验验应在滤滤液从汇汇集管刚刚流出的的时刻作作为开始始时刻，每每次V取为为8000